(57)【要約】      （修正有）【課題】軸心部に移送物が通過可能な中心孔を形成することにより、該油圧回転装置の活用範囲がさらに広がるようにする油圧回転装置の提供。【解決手段】インナ部材（２）の外周部にシリンダ（３）を円周方向に所定ピッチで形成し、半球面状に形成されたボール受け面（４ａ）を有するピストン（４）を各シリンダ（３）に摺動可能に嵌合させるとともに、ピストン（４）のボール受け面（４ａ）にボール（６）を自転可能に設け、アウタ部材（１５）の内周部にボール（６）が転動可能な波形カム面（１６）を形成し、シリンダ（３）に作動油を供給するとともに、作動油を回収する油圧回路（２６）を設け、インナ部材（２）の軸心部に芯軸（２０）を貫通させ、芯軸（２０）をアウタ部材（１５）又はインナ部材（２）に固定し、芯軸（２０）の軸心部に移送物が通過可能な中心孔（２１）を形成する油圧回転装置。【選択図】図１
2006188916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナ部材（２）の外周部に半径方向外端が開口したシリンダ（３）を円周方向に所定ピッチで形成し、頭部が半球面状に形成されたボール受け面（４ａ）を有するピストン  （４）を前記各シリンダ（３）に摺動可能に嵌合させるとともに、該ピストン（４）のボール受け面（４ａ）にボール（６）を自転可能に設け、前記インナ部材（２）の外周部を包囲するアウタ部材（１５）の内周部に前記ボール（６）が転動可能な波形カム面（１６）を形成し、該波形カム面（１６）の一方の斜面（１６ｂ）に対応するボール（６ａ）側のシリンダ（３）に作動油を供給するとともに、波形カム面（１６）の他方の斜面（１６ｃ）に対面するボール（６ｂ）側のシリンダ（３）の作動油を回収する油圧回路（２６）を設け、前記インナ部材（２）の軸心部に芯軸（２０）を貫通させるとともに、該芯軸  （２０）をアウタ部材（１５）又はインナ部材（２）に固定し、前記芯軸（２０）の軸心部に移送物が通過可能な中心孔（２１）を形成したことを特徴とする油圧回転装置。
【請求項２】
作業機（５０）にポール（５３）を上下動可能にかつ回転不能に支持し、該ポール（５３）の下端に請求項１記載の油圧回転装置（１）を同軸に配置するとともに、該油圧回転装置（１）のインナ部材（２）とアウタ部材（１５）のうち、一方を前記ポール（５３）の下端に固定し、他方に投入管（６０）を同軸に配置して垂下固定するとともに、該投入管（６０）を前記油圧回転装置（１）の軸心部に設けた中心孔（２１）に連通させ、前記投入管（６０）の下端部に該投入管（６０）が一方向に回転された際に下方に送り傾向を有する羽根（６１）を設け、前記作業機（５０）に粒状又は粘状の充填物（６５）をホース内に流動させて移送させる充填物供給装置（５７）を設け、該充填物供給装置（５７）の吐出側のホース（５７ｂ）を前記油圧回転装置（１）の中心孔（２１）を介して前記投入管（６０）に接続したことを特徴とする油圧回転装置を用いた地盤改良用作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機に装備された油圧装置の油圧を利用して回転させる油圧回転装置、及びこの油圧回転装置を用いて地中に補強用のパイルを形成する地盤改良用作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の油圧回転装置として、内筒部材（インナ部材）の外周部に半径方向に延びるシリンダを円周方向に所定ピッチで形成し、各シリンダにボール受け面を有するピストン部材を摺動可能に嵌合させるとともに、該ピストン部材のボール受け面に球体（ボール）を自転可能に設け、前記内筒部材の外周部を包囲する筒状の外筒部材（アウタ部材）を設けるとともに、該外筒部材の内周部に前記球体が転動可能であってかつ前記シリンダのピッチと異なる凹凸摺接面（波形カム面）を形成し、前記凹凸摺接面の一方の斜面と対応する球体側のシリンダ室に作動油を供給する油圧供給回路、及び該凹凸摺接面の他方の斜面と対応する球体側のシリンダ室の作動油を回収する作動油回収回路を設けてなる油圧回転装置があった。
【０００３】
また、従来の地盤改良工法として、地盤中に中空管を貫入し、該中空管を引き抜きつつその跡に細粒分含有率が１５％より大きい土、土類似の産業廃棄物等の充填物を充填することにより、地盤中に補強用のパイルを形成するものがあった。
【特許文献１】特開２００３−３１４７６７号公報
【特許文献２】特開平９−２４２０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の油圧回転装置は、内筒部材と外筒部材とを同軸に嵌合させ、これら両者間に多数のピストン部材を放射状に配置するようにしたので、軸方向の寸法を小さくしながら大きな回転トルクを得ることができる、という優れた効果を有する。本発明は、この油圧回転装置の軸心部に移送物が通過可能な中心孔を形成することにより、該油圧回転装置の活用範囲がさらに広がるようにすることを目的とする。
また、従来の地盤改良工法は、地盤中に貫入した中空管を介して充填物を充填するようにしていたので、地盤中に充填物を高密度で充填することができないものであった。本発明は、地盤中に充填物を高密度で充填することにより、地盤の補強機能が高くなる地盤改良用作業機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、インナ部材の外周部に半径方向外端が開口したシリンダを円周方向に所定ピッチで形成し、頭部が半球面状に形成されたボール受け面を有するピストンを前記各シリンダに摺動可能に嵌合させるとともに、該ピストンのボール受け面にボールを自転可能に設け、前記インナ部材の外周部を包囲するアウタ部材の内周部に前記ボールが転動可能な波形カム面を形成し、該波形カム面の一方の斜面に対応するボール側のシリンダ室に作動油を供給するとともに、波形カム面の他方の斜面に対面するボール側のシリンダ室の作動油を回収する油圧回路を設け、前記インナ部材の軸心部に芯軸を貫通させるとともに、該芯軸をアウタ部材又はインナ部材に固定し、前記芯軸の軸心部に移送物が通過可能な中心孔を形成する構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、作業機にポールを上下動可能にかつ回転不能に支持し、該ポールの下端に請求項１記載の油圧回転装置を同軸に配置するとともに、該油圧回転装置のインナ部材とアウタ部材のうち、一方を前記ポールの下端に固定し、他方に投入管を同軸に配置して垂下固定するとともに、該投入管を前記油圧回転装置の軸心部に設けた中心孔に連通させ、前記投入管の下端部に該投入管が一方向に回転された際に下方に送り傾向を有する羽根を設け、前記作業機に粒状又は粘状の充填物をホース内に流動させて移送させる充填物供給装置を設け、該充填物供給装置の吐出側のホースを前記油圧回転装置の中心孔を介して前記投入管に接続する構成にしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本願の請求項１に係る発明は、波形カム面の一方の斜面に対面するボール側のシリンダ室に油圧回路から作動油が供給されると、該シリンダに嵌合したピストンが作動油の圧力によって半径方向外方に移動され、該ピストンに支持されたボールが波形カム面の一方の斜面を押してアウタ部材を一方向に回転させることになる。また、アウタ部材の回転により、波形カム面の他方の斜面に対面するボールが該斜面によって軸心方向に押圧されると、該ボールを支持するピストンが軸心方向に移動され、シリンダ室の作動油が油圧回路の回収路に排出されることになる。これにより、軸方向の寸法を小さくしながら大きな回転トルクを得ることができる。
【０００７】
また、前記インナ部材に設けた芯軸の中心孔に、軸方向に貫通する中心孔を形成したので、例えば、油圧回転装置を支持固定する支持体側と該油圧回転装置によって回転される回転体側との間に、砕石、生コンクリート等の移送物を通過させる際に、これらを上記中心孔を介して通過させることができ、移送物の経路を簡素にすることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、油圧回転装置によって回転される投入管に供給する充填物を、該油圧回転装置の軸心部に形成した中心孔を通過させて供給するようにしたので、投入管に充填物を供給するための特別なホッパーを設ける必要がなくなる。このため、上記投入管がストレート状となり、これを地盤に形成したパイル穴に容易に嵌入させることができるとともに、該投入管に作業機側から充填物を容易に供給することができる。
【０００９】
また、上記投入管を油圧回転装置によって一方向に回転させると、該投入管の下端部に設けた羽根が回転し、該羽根により投入管から排出される充填物（移送物）を下方に加圧し、該充填物を上記パイル穴に高密度で充填することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図１は本発明の実施例を示す油圧回転装置の断面図、図２は図１のII-II線相当の部分断面図、図３は本発明による地盤改良用作 業機の充填物の充填状態を示す側面図、図４は本発明による地盤改良用作業機の油圧回転装置部の分解斜視図、図５は地盤改良用作業機のポールガイド部材の斜視図、図６は地盤改良用作業機により形成されるパイルの種類を示す断面図である。
【００１１】
図１、図２において、１は油圧回転装置であり、インナ部材２、該インナ部材２の外周側に嵌合されて回転されるアウタ部材１５を主要部として構成される。上記インナ部材２は例えば図３、図４に示すように、地盤改良用作業機５０のポール５３の下端に係止され、アウタ部材１５は円筒状の投入管６０を懸垂支持し、該投入管６０を回転させるようになっている。
【００１２】
上記インナ部材２は以下の如くなっている。即ち、短尺な円柱ブロックの外周部に半径方向外端が開口した多数のシリンダ３を放射状に形成する。各シリンダ３は４個を一組として二組み並列に形成するとともに、該二組みのシリンダ３は互いに円周方向に位相をずらせる。上記各シリンダ３にピストン４を摺動可能に嵌合させ、これらを各シリンダ３内に収容した押圧ばね５により半径方向外方に押圧付勢する。上記各ピストン４の頭部（半径方向外端）は半球面状のボール受け面４ａとし、該ボール受け面４ａにボール６を自転可能に載置する。該ボール６はシリンダ３の内面に密接して摺動可能に嵌合する径とする。
【００１３】
上記ピストン４のボール受け面４ａの底部中心部にシリンダ室３と連通する弁孔を貫通形成し、該弁孔に逆止弁１２を取り付ける。該逆止弁１２はばね（符号省略）によって常時底部方向（閉塞方向）に弾圧付勢され、作動油がシリンダ室からピストン４の頭部側に向かってのみ流通できるようする。
【００１４】
前述したアウタ部材１５は短尺な円筒状に形成されて上記インナ部材２の外周部を包囲し、その外周側で円筒状のホルダー１７にベアリング１８を介して回転自在に支持される。ホルダー１７は、図１に示すように、インナ部材２の左端部に形成されたフランジ部２ａにボルト締め固定される。上記アウタ部材１５の内周部にインナ部材２側の各ボール６が転動可能な波形カム面１６を形成する。即ち、図２に示すように、ボール６の径よりも若干大きい半径となる円弧カム面１６ａを円周方向に１０個等ピッチで形成するとともに、各円弧カム面１６ａ同士を小径の円弧面で滑らかに接続する。
【００１５】
前述したインナ部材２の軸心部に、芯軸２０を貫通させて一体的に固定し、該該芯軸２０の外周部に筒状のディストリビュータ２３を嵌合固定する。上記芯軸２０はその軸心部に大径の中心孔２１が貫通形成されている。上記インナ部材２及びディストリビュータ２３に油圧回路２６を形成し、該油圧回路２６によってアウタ部材１５を一方向に回転させる。即ち、図１に示すように、ディストリビュータ２３の外周部に軸方向に延びる供給溝２４及び回収溝２５を円周方向に所定ピッチで交互に形成し、インナ部材１５側に上記供給溝２４に連通する供給路２９と上記回収溝２５に連通する回収路３１とを形成し、供給路２９は油圧装置の圧送路側に、回収路３１は油圧装置の還元路側に接続する。また、各シリンダ３の底部に油孔２７を形成し、該油孔２７はアウタ部材１５が回転した際に、上記供給溝２４と回収溝２５とに交互に連通できるようにする。
【００１６】
ここで、上記ディストリビュータ２３の供給溝２４及び回収溝２５は、図２に示すように、波形カム面１６のうちの一方の斜面１６ｂに対面するボール６ａを有する油孔２７が上記供給溝２４に連通し、また、波形カム面１６のうちの他方の斜面１６ｃに対面するボール６ｂを有する油孔２７が上記回収溝２５に連通するように配列設定されている。
【００１７】
図３において、５０は前述した油圧回転装置１が適用された地盤改良用作業機（以下作業機という）である。該作業機５０は、本体部５１の下部に走行用のキャタピラー５２を有し、前部（図３において左部）にポール５３を昇降させる昇降装置５４、及びホース巻取り装置５６を取り付け、本体部５１の側部にブロワー（充填物供給装置）５７を取り付ける。
【００１８】
上記ポール５３は断面四角形、又は六角形の角筒により形成され、昇降装置５４によって回転不能にかつ上下動可能に支持されている。昇降装置５４は油圧式のシリンダ５４ａによって水平軸心を中心として回動可能に支持され、不使用時にはポール５３が本体部５１の上方で前後（図３において左右）方向に延長する如く回動される。
【００１９】
上記ポール５３の下端部に前述して油圧回転装置１を同軸に取り付ける。即ち、図４に示すように、ポール５３の下端部に左右一対のブラケット５３ａを介して中心部に通し孔５３ｃを有する円盤状の取付板５３ｂを水平に取り付け、該取付板５３ｂの下面に油圧回転装置１を同軸に配置し、そのインナ部材２側のフランジ部２ａを上記取付板５３ｂにボルト締め固定する。上記油圧回転装置１の下部側に円筒状の投入管６０を同軸に配置し、該投入管６０の上端部に形成した取り付けフランジ６０ａを上記油圧回転装置１のアウタ部材１５にボルト締め固定する。上記投入管６０の下端部に羽根６１を取り付ける。該羽根６１は投入管６０が一方向、例えば右回転されると、下方に送り傾向を有する如く捩じられている。
【００２０】
上記ブロワー５７は、充填物をなす砕石（移送物）６５を吸引して上記投入管６０に供給するもので、吸引ホース５７ａを地盤６６上の砕石６５堆積部に配置し、吐出ホース５７ｂをホース巻取り装置５６に巻回した後、その先端部を前述した取付板５３ｂの通し孔５３ｃ（図４）を介して油圧回転装置１の中心孔２１に接続する。また、上記油圧回転装置１の油圧回路２６を作業機５０に装備されている油圧装置（図示省略）に接続する。
【００２１】
図３において、６３は地盤６６に形成したパイル孔６６ａの口部に取り付けるポールガイド部材であり、図５に示すように、左右に分割可能にした円弧状の枠６３ａ、６３ａの内周部に６個のローラー６３ｂを水平にかつ互いに対向させて取り付けてなる。
【００２２】
次に、上記作業機５０の使用態様について説明する。まず、作業機５０のポール５３を鉛直に起立させ、その下端部に取り付けた投入管６０をパイル孔６６ａの口部に取り付けたポールガイド部材６３に嵌合させる。次いで、昇降装置５４を作動させて上記ポール５３を降下させ、投入管６０をパイル孔６６ａの底部に位置させる。このとき、吐出ホース５７ｂは投入管６０の降下に対応してホース巻取り装置５６から巻き出されることになる。
【００２３】
この状態でブロワー５７を起動させるとともに、作業機５０の油圧装置から油圧回転装置１に作動油を供給する。さすれば、堆積部の砕石６５が吸引ホース５７ａに吸引され、吐出ホース５７ｂ、油圧回転装置１の中心孔２１を介して投入管６０内に向けて移送される。一方、油圧装置から作動油が油圧回転装置１に供給されると、該油圧回転装置１が回転して上記投入管６０を所定方向に回転させ、その下部に設けた羽根６１が投入管６０の下端から排出される砕石６５ａを下方に加圧し、該砕石６５ａを上記パイル穴６６ａに高密度で充填することになる。
【００２４】
このとき、投入管６０の上昇をパイル穴６６ａの底部で一時的に停止又は遅くすると、図６（ａ）に示すように、上記羽根６１による砕石６５ａの加圧がパイル穴６６ａの底部で上昇し、パイル穴６６ａの底部にフランジ状に拡開した拡開充填部（ア）が形成され、また、投入管６０の上昇をパイル穴６６ａの底部と上下中間部とで一時的に停止又は遅くすると、図６（ｂ）に示すように、パイル穴６６ａの底部及び上下中間部にフランジ状に拡開した拡開充填部（ア）、（イ）が形成され、また、投入管６０の上昇をパイル穴６６ａの底部、上下中間部、及び上端部で一時的に停止又は遅くすると、図６（ｃ）に示すように、パイル穴６６ａの底部、上下中間部、及び上端部にフランジ状に拡開した拡開充填部（ア）、（イ）、（ウ）が形成されることになる。なお、上記拡開充填部（ア）、（イ）、（ウ）の形成は、地盤の性状に合わせて適宜設定する。
【００２５】
なお前述した採石６５は生コンクリートに換えてもよい。この場合、ブロワー５７は生コンクリート等の粘状物を移送するポンプとする。  
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例を示す油圧回転装置の断面図である。
【図２】図１のII-II線相当の部分断面図である。
【図３】本発明による地盤改良用作業機の充填物の充填状態を示す側面図である。
【図４】本発明による地盤改良用作業機の油圧回転装置部の分解斜視図である。
【図５】地盤改良用作業機のポールガイド部材の斜視図である。
【図６】地盤改良用作業機により形成されるパイルの種類を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    油圧回転装置
２    インナ部材
２ａ  フランジ部
３    シリンダ
４    ピストン
４ａ  ボール受け面
５    押圧ばね
６（６ａ，６ｂ）  ボール
１２    逆止弁
１５    アウタ部材
１６    波形カム面
１６ａ  円弧カム面
１６ｂ  一方の斜面
１６ｃ  他方の斜面
１７    ホルダー
１８    ベアリング
２０    芯軸
２１    中心孔
２３    ディストリビュータ
２４    供給溝
２５    回収溝
２６    油圧回路
２７    油孔
２９    供給路
３１    回収路
５０    地盤改良作業機
５１    本体部
５２    キャタピラー
５３    ポール
５３ａ  ブラケット
５３ｂ  取付板
５４    昇降装置
５６    ホース巻き取り装置
５７    ブロワー
５７ａ  吸引ホース
５７ｂ  吐出ホース
６０    投入管
６０ａ  取付けフランジ
６１    羽根
６３    ポールガイド部材
６３ａ  枠
６３ｂ  ローラー
６５    採石（移送物）
６６    地盤
６６ａ  パイル穴
【図１】
2006188916.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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